蠟質(zhì)馬鈴薯慢消化淀粉的制備及結(jié)構(gòu)性質(zhì)研究.pdf

1、本文以蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉為對(duì)象,分別采用物理方法和生物酶法,對(duì)蠟質(zhì)馬鈴薯慢消化淀粉的制備工藝進(jìn)行了研究,并對(duì)慢消化淀粉的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及形成機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　首先研究了多次回生法制備蠟質(zhì)馬鈴薯慢消化淀粉的工藝,得到工藝參數(shù)為:糊化溫度100℃,淀粉乳濃度50％,回生時(shí)間48h,回生次數(shù)2次。在此條件下,制備得到的蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉中慢消化淀粉含量高達(dá)40.41%。另外,比較了不同回生次數(shù)對(duì)蠟質(zhì)馬鈴薯慢消化淀粉結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響,結(jié)果表明:與天

2、然淀粉相比,經(jīng)過2次回生處理,淀粉樣品的相對(duì)結(jié)晶度由36.82%下降到6.73%,結(jié)晶型由B-型轉(zhuǎn)變?yōu)镃-型。而且經(jīng)過2次回生處理的淀粉樣品具有較高的起始溫度(To),較窄的糊化溫度范圍(Tc-To)和較低的糊化焓(?H)。通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),2次回生處理的淀粉樣品顆粒表面形成了大量網(wǎng)格狀空穴結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)促進(jìn)了水分子與非定型區(qū)域的結(jié)合,使得其膨脹度最高(10.49g/g)。但隨著回生次數(shù)的增加,淀粉顆粒表面空穴結(jié)構(gòu)減少并且更加光滑,

3、其膨脹度降低。2次回生處理的淀粉樣品具有較高的儲(chǔ)存模量(G’max)、損耗模量(G’’max)和損失因子(tan?)。以上結(jié)果表明:2次回生處理使淀粉結(jié)晶中完美結(jié)晶數(shù)量減少,促進(jìn)了不完美結(jié)晶結(jié)構(gòu)及小部分非定型區(qū)域的形成,因而提高了慢消化淀粉的含量。
　　本文進(jìn)一步研究了變溫回生法制備蠟質(zhì)馬鈴薯慢消化淀粉的工藝,得到工藝參數(shù)為:糊化溫度100℃,淀粉乳濃度50%,變溫時(shí)間間隔24h,回生時(shí)間72h,變溫溫度4/25℃。在此條件下,制

4、得的蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉樣品中慢消化淀粉含量達(dá)到38.63%。并且比較了變溫回生和恒溫回生處理對(duì)蠟質(zhì)馬鈴薯慢消化淀粉結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:與25℃恒溫回生處理相比,4/25℃變溫循環(huán)回生處理得到的淀粉樣品具有較窄的糊化溫度范圍(Tc-To)和較高的糊化焓(?H)。此外,在不同溫度條件下回生處理制得的淀粉樣品紅外光譜吸收峰吸光度比值(1047cm-1/1022cm-1)由高到低的順序依次為:4/25℃>25℃>4℃,這一變化趨勢(shì)與淀粉樣品相

5、對(duì)結(jié)晶度的變化趨勢(shì)相同。經(jīng)變溫回生處理后,淀粉結(jié)晶型由B-型轉(zhuǎn)變?yōu)镃-型。4/25℃條件下變溫循環(huán)回生處理得到的淀粉樣品的膨脹度比恒溫回生處理的淀粉樣品更低。這表明變溫循環(huán)回生有利于抑制淀粉中非定型區(qū)域的形成,促進(jìn)支鏈淀粉形成更加致密的結(jié)晶結(jié)構(gòu),有利于不完美結(jié)晶的形成。
　　本文還利用普魯蘭酶研究了單一酶處理對(duì)蠟質(zhì)馬鈴薯慢消化淀粉的形成及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,采用普魯蘭酶法制備蠟質(zhì)馬鈴薯慢消化淀粉的工藝參數(shù)為:淀粉乳濃度10%

6、,普魯蘭酶添加量12ASPU/g,酶解時(shí)間6h后,在4℃回生2d,制得的蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉樣品中慢消化淀粉含量達(dá)到30.43%。X射線衍射分析結(jié)果表明:經(jīng)普魯蘭酶處理的淀粉樣品的結(jié)晶型由B-型轉(zhuǎn)變?yōu)锽+V-型。并且隨著酶解后回生時(shí)間的延長,淀粉樣品的膨脹度逐漸降低,而淀粉樣品的相對(duì)結(jié)晶度和熱力學(xué)參數(shù)逐漸升高,包括起始溫度(To)、峰值溫度(Tp)、終止溫度(Tc)、糊化溫度范圍(Tc-To)和糊化焓(?H)。上述這些結(jié)果表明:淀粉的消化性是

7、由非定型區(qū)域與結(jié)晶區(qū)域共同決定的。大部分的非定型區(qū)域與小部分脫支直鏈形成的雙螺旋結(jié)晶結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成了慢消化淀粉的結(jié)構(gòu)。
　　本文還進(jìn)一步研究了普魯蘭酶和葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶復(fù)合酶處理對(duì)蠟質(zhì)馬鈴薯慢消化淀粉形成及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:經(jīng)過普魯蘭酶處理的淀粉樣品,再經(jīng)過10ATU/g葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶作用6h后,在4℃回生2d,制得的蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉樣品中慢消化淀粉含量高達(dá)37.34%。相比較于單一普魯蘭酶法,采用復(fù)合酶法制備的蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉樣品中